Corneal biomekanisk analys med hjälp av Brillouin-mikroskopi

Kirurgisk korrigering av närsynthet och identifiering/hantering av keratokonus är separata men tätt sammanflätade frågor av stor betydelse. För båda finns det ett otillfredsställt behov av direkta mätningar för att utvärdera hornhinnans styvhet (d.v.s. dess motståndskraft mot deformation). Prevalensen av närsynthet förväntas fördubblas, vilket påverkar mer än 50 % av USA:s befolkning, till 2050. Laser in situ keratomileusis (LASIK) är en av de mest populära och framgångsrika operationerna i världen och kan jämföras med långvarig användning av kontaktlinser för korrigering av närsynthet. Men endast ~10% av de berättigade patienterna genomgår LASIK för närvarande; de andra nämner säkerhetsproblem som en viktig faktor i sina beslut. Den primära risken för dåliga resultat av refraktiv kirurgi är biomekaniskt fel på grund av oidentifierad (subklinisk) ektasi (dvs. keratokonus). Patienter som presenterar sig för LASIK-utvärdering med atypisk, misstänkt krökning av hornhinnan men med obestämd sann risk utgör den främsta orsaken till misslyckande med kirurgisk screening. Detta resulterar i att bra kandidater nekas operation, medan upp till 10 % av verkligt dåliga kandidater fortfarande saknas med nuvarande screeningalgoritmer.

Keratokonus är upp till 10 gånger vanligare än den tidigare rapporterade siffran 1/2000. Korneal cross-linking (CXL) är nu FDA-godkänd i USA för keratokonusbehandling och är effektivt för att stelna hornhinnan och stoppa ektasiprogression. Tidig identifiering av keratokonus är kritisk, men nuvarande tester på kliniken är morfologiska, inte biomekaniska, och tillåter därför inte en definitiv diagnos i de tidigaste stadierna, vilket resulterar i synförlust innan CXL-behandling påbörjas. Sålunda har behovet av noggrann identifiering av subklinisk ektasi aldrig varit större.

Under de senaste åren har nyutvecklad teknologi, Brillouin-mikroskopi, framstått som det mest lovande verktyget för att möta detta kliniska behov. Denna studie kommer systematiskt att ta itu med den kritiska luckan i nuvarande kunskap genom att koppla Brillouin-kartläggning av hornhinnans biomekaniska förändringar till onormalt morfologiskt beteende och testa fynden i tillstånd där hornhinnans biomekanik plötsligt förändras, genom att: 1) försvagas med brytningskirurgi, och 2) förstärkning genom korneal tvärbindning.

Det förväntas att ett kliniskt verktyg som bedömer det mekaniska tillståndet hos hornhinnan kommer att förbättra tidig diagnos och hantering av keratokonus samt planering av refraktiv kirurgi. I slutändan kommer detta att leda till prediktiva modeller där Brillouin-mätningar kan vara en korrekt prediktor för postoperativa utfall och därmed hjälpa till att utveckla individualiserade kirurgiska parametrar.